FR2748626A1 - Procede d'affectation de canaux dans un reseau radio avec utilisation d'un algorithme genetique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'affectation de canaux radio à des réseaux tactiques d'émetteurs/récepteurs radio qui utilisent une logique floue pour évaluer une qualité de communication et qui utilisent un algorithme génétique pour obtenir un plan optimal d'affectation de canaux; le procédé permet de créer plusieurs plans qui définissent chacun une affectation aléatoire des canaux radio aux réseaux et il évalue chaque plan pour établir un vecteur de qualité pour chacun des plans; le vecteur de qualité est un vecteur de valeurs de qualité qui sont échelonnés en continu depuis la meilleure jusqu'à la plus mauvaise. Les canaux sont affectés en correspondance au plan classé le meilleur.
Description
-1
PROCEDE D'AFFECTATION DE CANAUX DANS UN RESEAU RADIO
AVEC UTILISATION D'UN ALGORITHME GENETIQUE
La présente invention concerne des plans de communication radio et en particulier un procédé d'affectation de plusieurs canaux à des réseaux
d'émetteurs-récepteurs radio.
Des réseaux radio, notamment ceux utilisés par
les militaires, comprennent plusieurs émetteurs-
récepteurs qui communiquent au moyen de plusieurs canaux de communication ayant chacun leur propre bande de fréquence. Dans le cas o plusieurs réseaux radio opèrent dans la même région avec un nombre limité de canaux, un plan de communication est mis au point de façon à affecter les canaux aux réseaux de telle sorte que chaque réseau ait son nombre désiré de canaux (ou presque), en évitant des interférences entre les réseaux. Un plan de communication peut se composer de listes de canaux pour chaque réseau (par exemple les canaux 1, 4, 5 et 10 sont affectés au réseau A, et les
canaux 2, 3 et 8 sont affectés au réseau B).
Il est souhaitable que le plan de communication établisse une haute qualité de communication disponible pour chaque réseau et que la qualité globale de communication obtenue avec le plan soit optimale. Une évaluation de qualité de communication peut être basée sur un certain nombre de facteurs d'importances variables pour chaque réseau. Des facteurs qui peuvent être pris en considération lors de l'évaluation de la qualité de communication concernent des pertes de propagation, le nombre de canaux, la réutilisation des canaux, la gamme de fréquences et les interférences en
position commune.
Il est souhaitable que les pertes de propagation soient petites pour certains ou tous les canaux affectés à chacun des réseaux. Certaines fréquences se propagent mieux que d'autres à différents moments du jour et sur différentes distances. Le nombre de canaux affectés est sujet à des variations et une affectation d'un nombre trop petit ou trop grand de canaux peut altérer la qualité globale de communication. Des canaux peuvent être utilisés par plus d'un réseau, mais sans perte de qualité. Une communication peut être altérée si la gamme de fréquences affectée à une liste de
canaux est trop grande.
Pour un petit nombre de canaux et de réseaux, un plan d'affectation de canaux établi manuellement peut tenir compte de ces facteurs. Cependant, quand le nombre de canaux et de réseaux augmente, le problème d'optimisation des combinaisons peut devenir très compliqué. Par exemple, lors de l'affectation de 10 réseaux et de 20 canaux, il existe plus de 1060 plans
d'affectation possibles.
Bien que le nombre d'agencements d'affectations possibles soit fini, il est très élevé de sorte que tous les agencements possibles ne peuvent pas être évalués dans une période raisonnable. A titre d'exemple d'un tel nombre important, on considère que, si on dispose d'une bibliothèque de livres qui contiennent tous les agencements possibles de 100 caractères standards (lettres, chiffres, ponctuations, espaces etc ) et si chaque livre contient un million de caractères, la bibliothèque contiendrait tout ce qui a
été ou ce qui sera écrit.
La présente invention tient compte du fait que tous les plans d'affectation ne peuvent pas être évalués et elle fait appel à un processus basé sur un algorithme génétique pour trouver un plan raisonnablement optimal. D'autres informations concernant des algorithmes génétiques sont disponibles dans le document "Handbook of Genetic Algorithms",
Lawrence Davis, Van Nostrand Reinhold, 1991.
La présente invention tient également compte du fait qu'une logique Booléenne conventionnelle, qui fait intervenir seulement deux symboles possibles (zéro ou un) ne permet pas de traiter efficacement la myriade de désignations possibles qui sont rencontrées lors de
l'évaluation d'un plan d'affectation de canaux radio.
Au contraire; la présente invention fait appel à une logique floue qui établit une continuité de symboles de zéro (faux) à un (vrai). D'autres informations concernant une logique floue sont disponibles dans le document "Neural Networks and Fuzzy Systems; A Dynamical Systems Approach to Machine Intelliqence",
Bart Kosko, Prentice-Hall, 1992.
Ni une logique floue ni des algorithmes génétiques n'ont été utilisés pour affecter des canaux
à des réseaux radio.
Un objet de la présente invention est d'utiliser un procédé pour affecter des canaux radio à plusieurs réseaux, ce procédé étant basé sur une combinaison d'un algorithme génétique et d'une logique floue pour affecter des canaux radio à plusieurs réseaux lorsque le nombre de plans d'affectation possibles est élevé (un nombre fini qui est trop grand pour chaque plan à évaluer). Un autre objet de l'invention est de créer un procédé d'affectation de canaux radio à plusieurs réseaux, selon lequel plusieurs plans d'affectation aléatoire de canaux radio à plusieurs réseaux sont chacun évalués de manière à obtenir un vecteur de qualité pour chacun des plans et selon lequel le vecteur comprend des valeurs qui s'échelonnent de façon
continue depuis la meilleure jusqu'à la plus mauvaise.
Un autre objet est de créer un procédé d'affectation de canaux radio à plusieurs réseaux selon lequel des plans évalués sont classés du meilleur au plus mauvais sur la base de leurs vecteurs de qualité, selon lequel encore des plans classés meilleurs sont traités pour établir d'autres plans qui sont également classés, selon lequel des plans classés inférieurs sont éliminés et selon lequel cette séquence est répétée jusqu'à ce que le meilleur plan classé ou le meilleur vecteur de qualité ne change pas pendant une période prédéterminée. Un autre objet consiste à créer un procédé d'affectation de canaux radio à plusieurs réseaux, selon lequel les plans classés supérieurs sont traités pour établir d'autres plans en utilisant une fonction de distribution de probabilités qui favorisent des plans classés supérieurs et en sélectionnant un ou deux des plans qui peuvent être combinés en probabilités ou bien qui peuvent être changés par mutation de façon à
former un nouveau plan.
Un objet additionnel consiste à créer un nouveau procédé de planification d'affectation de ressources canalisées à des réseaux des ressources, selon lequel plusieurs plans d'affectation des ressources aux réseaux sont établis aléatoirement, chacun des différents plans est évalué pour obtenir pour chacun des plans un vecteur de qualité comportant des valeurs rentrant dans une échelle qui est continue de la meilleure jusqu'à la plus mauvaise, selon lequel les plans évalués sont classés du meilleur au plus mauvais sur la base du vecteur de qualité, et des plans classés supérieurs sont utilisés pour établir d'autres plans qui sont également classés jusqu'à ce que l'indicateur de qualité pour celui des plans qui le meilleur classé
ne change pas pendant une période prédéterminée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la
description, donnés à titre d'exemple non limitatif, en
relation avec les dessins dans lesquels: La figure 1 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une fiabilité de communication prédite et l'indicateur de qualité de communication; la figure 2 est une représentation graphique montrant un exemple d'une relation entre une probabilité de voies multiples et la qualité de voies multiples; la figure 3 donne un exemple de fonction de distribution de probabilités; la figure 4 est une représentation graphique montrant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour une gamme de comptes de canaux; la figure 5 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour un compte maximal de canaux; la figure 6 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour un compte minimal de canaux; la figure 7 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour l'étalement d'une gamme de fréquences; l la figure 8 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour un étalement maximal de fréquences; la figure 9 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour une uniformité d'étalement de fréquences; la figure 10 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour étalement de retard; la figure 11 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour réutilisation de spectre inter-réseaux; et la figure 12 est une représentation graphique donnant un exemple d'une relation entre une qualité de communication et un facteur de qualité pour
interférences en position commune.
La présente invention concerne un procédé de planification d'affectations de ressources canalisées entre des réseaux de ressources. Plusieurs plans d'affectation des ressources au réseau sont établis aléatoirement, chacun des différents plans étant évalué de façon à établir un vecteur de qualité pour chacun des plans et les plans évalués sont classés du meilleur jusqu'au plus mauvais sur la base du vecteur de qualité. Des plans classés supérieurs sont utilisés pour établir d'autres plans qui sont également classés jusqu'à ce que celui des plans qui est le meilleur classé ne change pas pendant une période prédéterminée. Une application du procédé de la présente invention consiste à affecter des canaux radio à des réseaux d'émetteurs-récepteurs radio et il peut comporter la génération de plusieurs plans d'affectation des canaux radio au réseau, o chacun des différents plans définit une affectation aléatoire des canaux radio au réseau. Le nombre de plans qui sont établis aléatoirement peut varier en fonction de la capacité de calcul de l'ordinateur utilisé. Chacun des différents plans peut alors être évalué sur la base d'un ou plusieurs facteurs de qualité, ces facteurs de qualité étant mesurés dans une échelle qui est continue du bon jusqu'au mauvais. Chacun des facteurs de qualité prend en considération un indicateur de qualité de communication (et un indicateur facultatif de qualité de voies multiples), qui est établi pour chaque canal affecté selon le plan. Les facteurs de qualité forment un vecteur de qualité pour chaque plan. La somme pondérée et classée (ou une représentation semblable) des valeurs des vecteurs de qualité peut être utilisée pour comparer les plans et les classer du meilleur jusqu'au plus mauvais. Il est possible d'ajouter d'autres plans qui sont des versions traitées de plans de qualités supérieures, jusqu'à ce qu'un nombre prédéterminé d'autres plans ait été ajouté (par exemple une augmentation de dix pour cent). Toute la pluralité de plans, contenant maintenant les autres plans, peut ensuite être réévaluée et reclassée de façon à obtenir un nouvel ensemble de plans classés. Les plans classés inférieurs dans ladite pluralité de plans peuvent alors être éliminés jusqu'à ce que le nombre initial de plans soit conservé. Cet ensemble d'opérations peut ensuite être répété jusqu'à ce que l'identité du plan le meilleur classé et/ou le vecteur de qualité du plan le meilleur classé ne change pas pendant une période prédéterminée, qui peut être un intervalle de temps ou un certain nombre d'itérations. A ce moment, le plan classé le meilleur est raisonnablement optimal et les canaux peuvent être affectés en correspondance avec ce
plan classé le meilleur.
L'étape de génération de la pluralité de plans peut comprendre la génération aléatoire de listes de
plusieurs canaux pour chacun des réseaux à utiliser.
Chaque liste de plusieurs canaux peut être un vecteur contenant des "zéro" et des "un" et qui indique comment chacun des canaux doit être utilisé par le réseau (par exemple un 1 indique le canal qui est
alloué au réseau).
Pour évaluer chacun des plans, un indicateur de qualité de communication (CQI) peut être déterminé pour chaque canal affecté dans chaque plan. CQI est un attribut d'un canal dans un réseau particulier (le
réseau de canaux affectés aléatoirement étant évalué).
Un indicateur CQI est une quantité floue (non Booléenne) qui indique quel est le degré de vérité de l'instruction consistant à définir si la fiabilité du rapport signal/bruit (SNR) pour le canal est supérieure ou égale à la fiabilité requise. Par exemple, un réseau peut nécessiter un rapport SNR de 7 dB avec une fiabilité de 90 %. Si la fiabilité prévue pour le canal est supérieure ou égale à la fiabilité requise pour le réseau, l'indicateur CQI a une valeur de 1,0. Dans la mesure o la fiabilité prévue pour le canal est inférieure à la fiabilité requise pour le réseau,
l'indicateur CQI est inférieur à 1,0.
Les plans peuvent aussi être évalués à l'aide d'un indicateur de qualité de voies multiples (MQI) qui constitue également une quantité floue indiquant quel est le degré de vérité de l'instruction devant définir si la probabilité de voies multiples d'un canal est inférieur ou égal à la probabilité de voies multiples tolérée. Par exemple, un réseau peut nécessiter que la probabilité d'avoir deux ou plus de deux voies de propagation à moins de 10dB et 6 millisecondes l'une de l'autre doit être de dix pour-cent au moins. Si la probabilité de voies multiples prévue pour un canal est inférieure ou égale à la probabilité de voies multiples tolérées pour un réseau, l'indicateur MQI a une valeur de 1,0. Dans la mesure o la probabilité de voies multiples prévue pour un canal est supérieure à la probabilité de voies multiples tolérée pour un réseau,
l'indicateur MQI est inférieur à 1,0.
L'indicateur CQI (éventuellement MQI) peut être utilisé pour évaluer différents facteurs de qualité en relation avec la qualité de communication, comme une qualité de communication avec les meilleurs canaux et une qualité moyenne de communication. Des facteurs de qualité additionnels peuvent aussi être évalués, comme des facteurs de qualité pour un compte maximal de canaux, un compte minimal de canaux, une gamme d'étalement de fréquences, un étalement maximal de fréquence, une uniformité d'étalement de fréquences, un étalement de retard, une réutilisation de spectre
inter-réseaux et une interférence en position commune.
D'autres facteurs de qualité peuvent être utilisés en addition ou à la place des facteurs précités selon ce qui est le mieux approprié. Chacun des facteurs de qualité considérés peut être exprimé comme une valeur de qualité pouvant être définie en continu entre la meilleure et la plus mauvaise (typiquement zéro serait la plus mauvaise et un serait la meilleure). Dans une réalisation préférée, l'indicateur CQI est utilisé pour évaluer tous les facteurs de qualité se rapportant à une qualité de communication et l'indicateur MQI peut être utilisé comme un autre élément d'évaluation facultatif bien que l'invention ne soit pas limitée à cela et que l'indicateur MQI puisse être l'indicateur
principal et l'indicateur CQI l'indicateur facultatif.
Les facteurs de qualité peuvent avoir différents degrés d'importance, en fonction de l'objectif du réseau de communication ou de la phase de fonctionnement. Dans ce but, il est possible de classer et de pondérer des facteurs de qualité. Par exemple, trois facteurs de qualité peuvent être les plus importants et classés complètement en haut et d'autres
facteurs de qualité peuvent être classés en-dessous.
Dans chaque classe, les facteurs de qualité peuvent
être pondérés.
L'étape de classement des plans peut comprendre l'étape de détermination de la somme des facteurs pondérés d'une classe de valeurs de qualité, et aussi l'étape de comparaison de la somme pondérée classée avec des valeurs correspondantes concernant d'autres plans. Ainsi, les valeurs de qualité pondérées pour les facteurs de qualité classées en haut peuvent être combinées pour établir une seule valeur pouvant être comparée. Des coïncidences peuvent être résolues en évaluant de façon semblable les facteurs de qualité
ranges dans la classe immédiatement inférieure.
L'étape d'addition d'autres plans peut comprendre le traitement de plans existants au moyen d'une sélection d'un ou de deux des plans rentrant dans la classe supérieure et qui peuvent être combinés en probabilités ou bien changés par mutation pour former un nouveau plan. Deux des plans peuvent être sélectionnés en utilisant une fonction de distribution de probabilités qui favorise des plans classés supérieurement et les deux plans sélectionnés peuvent être copiés, et les copies peuvent être combinées pour former un nouveau plan qui est ajouté aux plans existants (les deux plans sélectionnés peuvent être retenus). En variante, un des plans classés supérieurs peut être sélectionné, copié et la copie peut être changée par mutation pour former un nouveau plan. Les combinaisons et les mutations peuvent être effectuées aléatoirement en utilisant des fonctions sélectionnées
de distribution de probabilités.
Après qu'un nombre prédéterminé de nouveaux plans a été ajouté, tous les plans initiaux et les nouveaux plans peuvent être réévalués, et les plans sont reclassés. Des plans classés inférieurement peuvent alors être éliminés ("récupération du meilleur") afin de conserver le nombre initial de plans. Puisque des plans classés supérieurs sont utilisés pour former des nouveaux plans, il est possible d'obtenir de meilleurs plans pour réaliser de nombreuses itérations et dans ce but, le processus peut être répété jusqu'à ce qu'on n'observa pas d'autres
améliorations significatives.
A titre d'exemple, on va considérer une réalisation préférée dans laquelle les étapes de recherche d'une affectation optimale de plans sont décrites, cet exemple étant suivi par plusieurs
exemples de détermination de facteurs de qualité.
l.Génération de Np affectations aléatoires de canaux pour former la population initiale de plans multiples. Np peut être un nombre choisi comme étant approprié pour le système de traitement utilisé, bien que typiquement ce nombre puisse être inférieur à environ un millier (parmi un nombre élevé de plans possibles). Une affectation de canaux est définie par un vecteur contenant des zéro et des un, avec une indexation par canal. Un élément du vecteur est 1 si le canal correspondant est affecté à la liste de canaux correspondante. Par exemple, dans un plan prévu pour l'affectation des canaux 1-10 aux réseaux A et B, les vecteurs aléatoires établis initialement peuvent être: Canal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Réseau A O 0 1 0 1 0 0 0 1 0 Réseau B 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 Dans cet exemple, les canaux 3, 5 et 9 sont affectés au réseau A et les canaux 1, 5, 8 et 10 sont affectés au réseau B. Pour créer une affectation aléatoire de canaux, il est possible d'utiliser un système analogue à un lancement de pièce de monnaie, o la probabilité d'obtenir "face" est Pi. La probabilité d'obtention de "face" peut être déterminée à partir de la formule: Pi = somme des nombres de canaux désirés pour tous les réseaux Nombre de réseaux x nombre de canaux disponibles Cette formule rend Pi égal à la fraction des éléments d'entrée dans tous les vecteurs pour lesquels on désire obtenir 1 (indiquant une affectation de canal dans cet exemple). Si la pièce de monnaie tombe sur "face" pour une entrée particulière réseau/canal dans le vecteur, l'entrée est 1 et si la pièce de monnaie tombe sur "pile" l'entrée est O. 2. Pour chaque plan d'affectation de canal, on calcule l'indicateur CQI pour chaque canal. Les indicateurs CQI peuvent rentrer dans un groupe qui indique l'indicateur CQI pour chaque voie de
communication P et pour chaque heure H du jour, c'est-
à-dire que chaque canal C correspondant à chaque réseau affecté N contient CQI entrées pour P et H. La détermination de CQI peut faire intervenir à la fois des propagations d'ondes indirectes et des propagations d'ondes directes qui sont évaluées en utilisant des modèles de propagation conventionnelles des bases de données historiques. Par exemple, une propagation d'ondes directes peut utiliser IONCAP, VOACAP, ICEPAC et analogue pour obtenir des valeurs de prédiction de fiabilité (VOACAP est présentement préféré). Une prédiction en onde directe peut utiliser le modèle Longley-Rice, QKAREA et analogue pour obtenir des valeurs de prédiction de fiabilité (Longley- Rice est présentement préféré). La détermination de CQI permet d'évaluer une propagation le long d'une série de voies de communications représentatives, appelées des voies d'évaluation. Les valeurs de prédiction de fiabilité peuvent être obtenues pour chaque heure H du jour et pour chaque voie d'évaluation P. Les valeurs de prédiction de fiabilité peuvent être converties en valeurs de CQI en utilisant les caractéristiques désirées de propagation (par exemple comme mentionné ci-dessus un réseau peut nécessiter un rapport signal/bruit SNR de 7 dB avec une fiabilité de 90%). Un exemple de représentation graphique, donnant la relation entre l'indicateur CQI
et la fiabilité prédite est indiqué sur la figure 1.
Pour chaque ensemble d'entrée, les valeurs pour ondes indirectes (sw) et pour ondes directes (gw) peuvent être comparées est une valeur sélectionnée, de préférence la valeur maximale. En conséquence, chaque canal C intervenant dans chaque réseau N comportera un groupe d'indicateurs CQI qui sont déterminés par (H,P)CN = CQISW V CQIgw, o le symbole flou "ou" V est
défini comme correspondant à leur maximum.
Si l'indicateur MQI doit être utilisé, il peut être déterminé d'une façon analogue. La détermination de MQI peut prendre en considération des voies multiples seulement en onde indirecte et des voies multiples en onde indirecte-onde directe, qui sont évaluées en utilisant des modèles de prédiction de propagation conventionnels. Par exemple, une propagation d'onde indirecte peut utiliser IONCAP, VOACAP, ICEPAC et analogue pour définir des probabilités de multivoies prédites (VOCAP est présentement préféré). Une prédiction d'ondes directes peut utiliser le modèle Longley-Rice, OKAREA et analogue, pour établir des probabilités de voies multiples prédites (Longley-Rice est présentement préféré). Des probabilités de voies multiples prédites peuvent être établies pour chaque heure H du jour et pour chaque voie d'évaluation P. Les probabilités de voies multiples prédites peuvent être converties en valeur de MQI en utilisant les caractéristiques de propagation désirées. Un exemple de représentation graphique mettant en évidence la relation entre MQI et une fiabilité prédite a été représentée sur la figure 2. Pour un groupe d'entrées, les valeurs de voies multiples seulement en ondes indirectes (sw) et les
voies multiples en ondes indirectes-ondes directes (sw-
gw) peuvent être comparées à une valeur et de
préférence la valeur maximale est sélectionnée.
3.Sélectionner les facteurs de qualité appropriés qui doivent être utilisés, déterminer les valeurs de qualité basées sur les indicateurs CQI (et MQI) et assembler les valeurs de qualité dans un vecteur de qualité G, 1 i < n o n désigne le nombre de facteurs de qualité considérés et o chaque vecteur Gi est une quantité floue: 0 Gi < 1,0. La détermination de valeurs exemplaires de qualité va être décrite dans la suite. Les valeurs de qualité intervenant dans les vecteurs de qualité sont des nombres rentrant dans la gamme prévue entre 0,00 et 1,00 inclus, en établissant le degré de vérité du facteur de qualité correspondant. Le groupe de facteurs de qualité utilisés est adapté au problème à résoudre et il peut comprendre par exemple des facteurs de qualité représentant une qualité de communication dans les meilleurs canaux, une qualité moyenne de communication, un compte maximal de canaux, un compte minimal de canaux, une gamme d'étalement de fréquences, un étalement maximal de fréquences, une uniformité d'étalement de fréquences, un étalement de retard, une réutilisation de spectre inter-réseaux et une
interférence en position commune.
Chaque facteur de qualité est défini de telle sorte que, si la valeur de vérité floue du facteur pour un plan d'affectation de canal X est plus grande que la valeur de vérité floue de facteur pour un plan d'affectation de canal Y, c'est-à-dire si le facteur de qualité est "plus vrai" pour le plan d'affectation de canal X que pour le plan d'affectation de canal Y, alors le plan d'affectation de canal X établira de meilleures communications que le plan d'affectation de canal Y. En conséquence, le plan théorique d'affectation de canal qui est parfait aura un vecteur de qualité ne contenant rien que des 1. Un plan d'affectation de canal optimal aura un vecteur de qualité qui sera aussi proche que possible de cette
qualité théorique parfaite.
4.Effectuer un triage des plans d'affectation de canaux dans la population en opérant dans un ordre décroissant des vecteurs de qualité. Pour chaque facteur de qualité i, il existe une classe Ri et une pondération Wi, o 1 < i n, n désignant le nombre de facteurs de qualité considérés et chaque valeur de Ri et Wi étant un nombre entier supérieur ou égal à l.Pour chaque détermination d'un plan optimal d'affectation de canaux, les mêmes classes et les mêmes pondérations peuvent être utilisées. Le vecteur de qualité correspondant à chaque plan peut être classé et ordonné de façon à obtenir une seule valeur pouvant être
comparée à des vecteurs correspondant à d'autres plans.
Par exemple, on va considérer deux plans d'affectation de canaux A et B (cela peut être étendu aux nombres de plans à prendre en considération). On a désigné par GiA la valeur de qualité concernant un facteur de qualité i dans le plan A et GiB la valeur de qualité correspondant à un facteur de qualité i dans le plan B. Pour tous les facteurs de qualité i rangés dans la classe maximale, on a: GA = WiGiA GB = WiGiB Si GA > GB, alors le plan A est meilleur que le plan B et inversement. Si GA = GB, on répétera la
comparaison pour la classe suivante.
Dans une autre réalisation, bien que n'étant pas aussi efficace que ce qui a été décrit ci-dessus, la valeur métrique utilisée pour comparer des indicateurs peut être la distance entre deux vecteurs GX et GY mesurée dans un espace à n dimensions, o n désigne le nombre de facteurs de qualité: n Distance (GX, GY) = E IGXi-GYil 1=1 Une affectation optimale de canaux (en adoptant cette méthode moins efficace), fait intervenir un indicateur G pour lequel la quantité suivante est réduite au minimum: n n E 1-Gil = n- E Gi i=l i=l Après que les plans d'affectation de canaux ont été classés, les meilleurs plans sont plus proches du début de la population de plans. La meilleure affectation de canaux qui est trouvée ainsi est la
première dans la population.
5.A partir des plans les mieux classés parmi les N plans d'affectation de canaux intervenant dans la population, sélectionner au hasard deux plansd'affectation de canaux en vue d'un traitement dans des étapes ultérieures. Une fonction non uniforme de distribution de probabilités peut être utilisée de manière que les meilleurs plans d'affectation de canaux, ceux qui sont les plus proches du début de la population soient plus susceptibles d'être sélectionnés, que de mauvais plans d'affectation de canaux (ceux qui sont les plus proches de la fin de la
population).
La fonction de distribution de probabilités peut être déterminée par trois paramètres: Pso, probabilité de sélection d'un plan d'affectation de canal 0 pour un traitement 6Ps, quantité dont la probabilité de sélection d'un plan pour un traitement diminue pour chaque plan suivant. PSmin, probabilité minimale de sélection d'un
plan d'affectation de canaux pour un traitement.
Si les plans d'affectation de canaux intervenant dans la population sont numérotés 0 à Np -1, la probabilité de sélection d'un plan d'affectation de canaux i est proportionnelle à Pr(i) c max(Pso-iAs, Ps) La fonction de distribution vraie de probabilités est définie par la formule suivante, normalisée à une somme d'unité: Pr(i), max ( Pso - i P3, P) M.- L max ( úso - i a Ps Ps.) 1- La figure 3 représente un exemple de la fonction de distribution de probabilités pour
Np = 500, Pso = 1,000, SPs = 2, PSmin = 0.
6.Sélectionner au hasard une méthode de traitement, c'est-à- dire soit une combinaison, soit une mutation. La sélection peut être faite en faisant tomber sur "pile" une pièce de monnaie, et dans ce cas la probabilité de sélection d'une combinaison est définie par Pc' En conséquence la probabilité d'une sélection d'une combinaison est définie par Pc' En conséquence la probabilité de sélection d'une mutation
est définie par (1-Pc).
7.Si la méthode de traitement sélectionnée est une combinaison, alors établir une nouvelle affectation de canaux Z sur la base des deux plans d'affectation de canaux X et Y sélectionnés dans l'étape 4. Pour chaque entrée de vecteur concernant le réseau N et pour chaque canal C, lancer une pièce de monnaie et si cette pièce tombe sur "face", on a alors Z[N, C] - X [N,C], alors que si cette pièce tombe sur "pile", on a Z[N,C] -
Y[N,C].
Par exemple, le plan Z peut être créé à partir des plans X et Y de la façon suivante, o des caractères gras indiquent une sélection à partir du plan Y: X Canal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Réseau A 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 Réseau B 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 Y Canal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Réseau A 0 1 1 i 1 1 1 1 1 1 Réseau B 0 0 0 0 0 i 0 i 1 0 Z Canal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Réseau A 0 0 1 O 10 0 Réseau B 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 8.Si la méthode de traitement sélectionnée est une mutation, alors choisir l'un des deux plans d'affectation de canaux qui ont été sélectionnés dans l'étape 4 en lançant une pièce de monnaie. Si le plan d'affectation de canaux choisi est X, établir un nouveau plan d'affectation de canaux Z basé sur X. Pour chaque entrée de vecteur en correspondance à chaque réseau N et à chaque canal C, lancer une pièce de monnaie pour laquelle la probabilité de tomber sur "face" est PM. Si la pièce tombe sur "face", on a alors Z[N,C] - 1 XZ[N,C] - X[N,C] (l'élément est inversé) alors que si la pièce tombe sur "pile", on a
Z[N,C] - X [N,C] (l'élément n'est pas inversé).
Par exemple un nouveau plan Z peut être créé à partir du plan X de la façon suivante, o des caractères gras indiquent quels éléments du plan X ont été inversés: X Canal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Réseau A 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 Réseau B 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 Y Canal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Réseau A 0 0 1 i 1 1 0 0 0 0 Réseau B 1 0 0 0 1 00 10 0 Un nouveau plan d'affectation de canaux est ainsi formé par un traitement génétique d'un ou deux plans d'affectation de canaux existant dans la population. Les caractéristiques du nouveau plan d'affectation de canaux consistent en un mélange des caractéristiques des plans d'affectation de canaux
existants.
9.Ajouter le nouveau plan d'affectation de canaux à la fin de la population, en augmentant la dimension de population d'une unité. Chaque point d'affectation de canaux intervenant dans une étape quelconque peut être affecté d'un numéro de série commençant à O. 10. Répéter les étapes 4 à 9 jusqu'à ce que la dimension de population ait augmenté jusqu'à (Np + 6Np). Les plans d'affectation de canaux nouvellement créés ne participent pas encore au traitement. Les plans d'affectation de canaux sélectionnés pour un traitement sont encore choisis parmi les premiers Np plans d'affectation de canaux
intervenant dans la population.
11. Evaluer les nouveaux plans de telle sorte que chaque plan ait un vecteur de qualité et reclasser les plans d'affectation de canaux dans la population dans un ordre décroissant de vecteurs de qualité. Des plans d'affectation de canaux ayant des vecteurs identiques peuvent aussi être triés dans l'ordre dans
lequel ils ont été créés.
A ce moment, les meilleurs plans d'affectation de canaux sont les plus proches du début de la population. Si certains des plans d'affectation de canaux nouvellement créés sont meilleurs que certains des plans d'affectation de canaux existants, les plans d'affectation de canaux nouvellement créés doivent être amenés dans des positions situées parmi les premières Np positions intervenant dans la population, en déplaçant d'autres plans d'affectation de canaux. Le meilleur plan trouvé de cette manière et qui pourrait être un des plans nouvellement créés, est le premier
dans la population.
12. Eliminer les derniers (c'est-à-dire les plus mauvais) 6Np plans d'affectation de canaux de la population, en réduisant la dimension de population à Np. 13. Répéter les étapes 4 à 12 jusqu'à ce que le premier plan (c'est-à-dire le meilleur) intervenant dans la population n'ait pas changé pendant une période suffisamment longue, mesurée soit en temps soit en nombre d'itérations. Lorsque le meilleur plan et/ou son vecteur de qualité n'ont pas changé pendant cette période, la population a convergé vers son état final et le plan classé supérieur est un plan d'affectation
de canaux raisonnablement optimal.
En résumé, de bons plans déplacent de mauvais plans dans la population et le vecteur de qualité du meilleur plan d'affectation de canaux se trouvant dans la population est graduellement amélioré, de même que
la qualité globale de l'ensemble de la population.
Lorsque le vecteur et/ou le meilleur plan d'affectation de canaux intervenant dans la population n'a pas changé pendant une période suffisamment longue, le processus conclut qu'aucune autre amélioration n'est possible. En effectuant un traitement préférentiel sur les meilleurs plans d'affectation de canaux, à la fois pour rester dans la population ("récupération du meilleur") et pour créer par traitement de nouveaux plans d'affectation de canaux '"reproduction du meilleur"), le processus recherche un plan d'affectation de canaux qui soit optimal sans avoir à examiner tous les plans d'affectation de canaux possibles. Bien qu'on ne soit pas assuré par ce processus de trouver le plan d'affectation de canaux optimal (aucune algorithme d'optimisation de combinaison autre qu'une recherche intensive de toutes combinaisons possibles, ne permet de garantir cela), le processus définit typiquement un plan d'affectation de canaux qui est proche du plan optimal. Des valeurs représentatives des paramètres
décrits ci-dessus ont été indiquées dans le tableau ci-
dessous, bien que l'invention ne soit pas ainsi limitée.
Désignation Valeur Description
paramètre typique N p 500 Nbre de plans d'affectation de canaux dans la population SNp 25 Quantité dont la dimension de population augmente avant que la population soit retirée et classée Pi Varie Probabilité d'affectation d'un canal à un réseau lors de la génération d'un plan pour la population initiale PSO 1,000 probabilité de sélection d'un plan d'affectation de canaux O pour un traitement 6Ps 2 Quantité dont la probabilité de sélection d'un plan pour traitement diminue pour chaque plan suivant PSmin 0 Probabilité minimal d'un plan quelconque pour traitement Pc 0,99 Probabilité de sélection d'une combinaison dans le procédé de traitement (probabilité de sélection d'une mutation = 1 - Pc PM 0,01 Probabilité d'inversion d'un élément dans le plan lors de l'exécution d'une mutation Nc 20.000 Critères de convergence: la population a convergé jusqu'à son état final quand Nc ont été créés sans aucun changement dans le meilleur plan. La présente invention peut utiliser tout groupe de facteurs de qualité pour trouver un plan d'affectation de canaux qui soit optimal bien que dans le présent exemple les facteurs sélectionnés satisfassent aux impératifs suivants: a) Le facteur de qualité prend une seule valeur vraie floue; b) un plan d'affectation de canaux intégralement bon (du point de vue des facteurs pris en considération) prend des valeurs vraies floues égales à l'unité; c) un meilleur plan d'affectation de canaux (du point de vue du facteur pris en considération) prend une valeur vraie floue supérieure à celle d'un mauvais
plan d'affectation de canaux.
d) un plan d'affectation de canaux intégralement mauvais (du point du facteur pris en considération) prend une valeur vraie floue de 0; e) des plans d'affectation de canaux qui diffèrent par le fait que les facteurs de qualité pris en considération prennent différentes valeurs vraies floues. (Si deux plans qui ont été estimés différents par le fait que le facteur a pris la même valeur vraie floue, le procédé ne sera pas capable de trier ces deux plans dans l'ordre correct. Une exception intervient dans le cas o différents plans qui sont tous considérés comme étant totalement bons ont tous donné
lieu à une valeur vraie floue de 1.
On va décrire dans la suite comment calculer les facteurs de qualité particuliers qui concernent: qualité de communication des meilleurs canaux; qualité moyenne de communication; compte maximal de canaux; compte minimal de canaux, étalement de gamme de fréquences, étalement maximal de fréquence, uniformité d'étalement de fréquences, étalement de retard, réutilisation de spectre inter-réseaux et interférences en position commune. D'autres facteurs de qualité peuvent aussi être utilisés sans sortir du cadre de la
présente invention.
Facteur de qualité concernant la qualité de communication par meilleurs canaux. Le facteur de qualité concernant la qualité de communication par meilleurs canaux, qui est utilisé pour une affectation de canaux à un réseau N, peut être calculé de la façon suivante, o Nc désigne le nombre minimal nécessaire de
canaux de propagation.
- Pour chaque heure H rentrant dans la plage rentrant entre O et 23; pour chaque voie d'évaluation P dans le réseau N, - si MQI n'est pas pris en considération, établir pour chaque canal affecté, la liste des indicateurs CQI de canal pour (HP), - si MQI est pris en considération, établir pour tous les canaux affectés la liste des indications CQI pour les index (H, P) et le MQI du canal pour les index (H, P), (l'opération "et" floue, définie par le symbole A,
correspondant à leur minimum.
- trier la liste de quantités floues (les valeurs de CQI et de MQI) dans un ordre décroissant, et - calculer une moyenne des premières quantités floues Nc à partir de la liste triée; - pour chaque canal affecté C, pour chaque voie d'évaluation P dans le réseau N, - si MQI ne doit pas être pris en considération, effectuer, pour chaque heure H rentrant dans la gamme comprise entre O et 23, une liste des indicateurs CQI du canal C pour les index (H,P) - si MQI doit être pris en considération, effectuer, pour chaque heure H intervenant dans la gamme 0 à 23 une liste des indicateurs CQI du canal C pour les index (H,P), en effectuant une opération A sur les indicateurs MQI du canal C pour les
index (H, P).
- chercher la plus grande quantité floue dans la liste, et - additionner la quantité floue choisie avec
la moyenne calculée ci-dessus.
Le facteur de qualité correspondant à une qualité de communication par meilleurs canaux est la
moyenne de toutes les quantités floues accumulées.
Ainsi pour que le facteur de qualité correspondant à la qualité de communication par meilleurs soit parfait pour une affectation de canaux dans un réseau N, chaque heure et chaque voie doivent avoir au moins Nc canaux et chaque canal et chaque voie doivent avoir au moins une heure parfaite. Le terme "parfait" signifie un indicateur CQI parfait (si on considère seulement une qualité de communication) ou bien un indicateur CQI parfait ou un indicateur MQI parfait (si une qualité en
voies multiples est également prise en considération).
Lorsque ce critère n'est pas satisfait, le facteur de
qualité est moins que parfait.
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux concernant un réseau qui sera utilisé en vue d'une communication en vue d'établissement automatique de liaisons (ALE). Pour opérer en mode ALE, on doit avoir tout le temps au moins Nc canaux à bonne propagation, bien que différents canaux puissent faire l'objet de propagation à différentes heures de la journée. Egalement tout canal doit pouvoir être utilisé au moins une partie du temps; des canaux complètement inutiles ne feront pas
l'objet d'affectations.
Facteur de qualité pour une qualité moyenne de communication. Le facteur de qualité pour une qualité moyenne de communication concernant une affectation de canaux dans un réseau N pourra être calculé de la façon suivante: - pour chaque heure H rentrant dans la gamme comprise entre O et 23, - pour chaque voie d'évaluation P dans le réseau N, - si l'indicateur MQI n'est pas pris en considération, calculer la moyenne CQI de tous les canaux pour les index H,
P,
- si MQI doit être pris en considération, calculer la moyenne des valeurs CQI de tous les canaux pour les index (H, P) et la valeur MQI pour les index H, P. Le facteur de qualité concernant la qualité moyenne de communication est la moyenne de toutes les quantités floues accumulées. Pour que le facteur de qualité pour qualité moyenne de communication concernant une affectation de canaux dans un réseau N soit parfait, chaque canal, chaque heure et chaque voie doivent avoir une propagation parfaite. Le terme "parfait" signifie un indicateur CQI parfait (seulement si une qualité de communication doit être considérée) ou bien un indicateur CQI parfait et un indicateur MQI parfait (si une qualité en voies multiples est également pris en considération). Lorsque ce critère n'est pas satisfait, le facteur de qualité est moins
que parfait.
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux concernant un réseau qui sera utilisé pour une communication avec sauts de fréquences. Pour opérer avec saut de fréquences, tous les canaux affectés doivent avoir une bonne propagation et une faible probabilité de voies multiples à tous moments. Des canaux qui donnent lieu à une mauvaise propagation ou bien qui ont une forte probabilité de voies multiples, à certains moments ou tout le temps, empêcheront l'obtention d'une fiabilité de
communication en modulation de fréquence.
Facteur de qualité pour qamme de comptes de canaux. Le facteur de qualité pour gamme de comptes de canaux intervenant pour une affectation de canaux dans un réseau N peut être calculé en utilisant la fonction d'éléments flous représentée sur la figure 4 ou toute autre relation appropriée. Pour que le facteur de qualité pour gamme de comptes de canaux concernant une affectation de canaux dans un réseau N soit parfait, le nombre de canaux affectés doit être supérieur ou égal au nombre minimal requis et il doit être inférieur ou égal au nombre maximal requis pour le réseau N. Lorsque le nombre de canaux affecté est inférieur au minimum imposé ou bien supérieur au maximum imposé, le facteur
de qualité est moins que parfait.
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux pour tous les réseaux, afin de faire en sorte que le nombre imposé de
canaux soit affecté à chaque réseau.
Facteur de qualité pour compte maximal de canaux. Le facteur de qualité pour compte maximal de canaux. concernant une affectation de canaux dans un réseau N peut être calculé en utilisant la fonction d'éléments flous représentée sur la figure 5 ou toute autre relation appropriée. Pour que le facteur de qualité correspondant à un nombre maximal de canaux et destiné à une affectation de canaux dans un réseau N soit parfait, le nombre de canaux affecté doit être égal au nombre maximal requis dans le réseau N. Lorsque le nombre de canaux affecté est inférieur au maximum
requis, le facteur de qualité est moins que parfait.
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux concernant un réseau qui sera utilisé pour une communication en sauts de fréquences. Plus il existe de canaux dans le groupe supérieur, plus il est difficile pour un ennemi
d'intercepter ou de brouiller les communications.
Facteur de qualité pour compte minimal de canaux. Le facteur de qualité pour compte minimal de canaux, utilisé pour une affectation de canaux à un réseau N, peut être calculé en utilisant la fonction d'éléments flous représentés sur la figure 6 ou une autre relation appropriée. Pour que le facteur de qualité pour compte minimal de canaux concernant une affectation de canaux à un réseau N soit parfait, le nombre de canaux affecté doit être égal au nombre minimal imposé pour le réseau N. Lorsque le nombre de canaux affecté est supérieur au nombre minimal imposé,
le facteur de qualité est moins que parfait.
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux concernant un réseau
qui sera utilisé pour un mode de communication ALE.
Pour les quelques canaux se trouvant dans la liste, les interventions ALE les plus rapides peuvent être produits et la qualité de liaison rapide ALE peut être mesurée. Facteur de qualité pour qamme d'étalement de fréquences. Le facteur de qualité pour gamme d'étalement de fréquences concernant une affectation de canaux à un réseau N peut être calculé en utilisant la fonction d'éléments flous représentés sur la figure 7 ou une autre relation appropriée, o l'étalement de fréquences est défini comme la différence entre la fréquence maximale et la fréquence minimale de tous les
canaux se trouvant dans la liste.
Pour qu'un facteur de qualité pour gamme d'étalement de fréquences concernant une affectation de canaux à un réseau N soit parfait, l'étalement de fréquences doit être inférieur ou égal à l'étalement maximal admissible (une caractéristique des systèmes radio). Lorsque l'étalement de fréquence est supérieur au maximum admis, le facteur de qualité est moins que
parfait.
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux à un réseau qui sera utilisé pour des communications avec des sautes de fréquences. Si la différence entre les fréquences de deux des canaux du groupe supérieur est trop grande, alors les systèmes radios ne seront pas capables de sauter d'un canal au suivant suffisamment rapidement et cela empêchera d'établir correctement une communication
avec saute de fréquences.
Facteur de qualité pour étalement maximal de fréquences. Le facteur de qualité pour étalement maximal de fréquences en vue d'une affectation de canaux à un réseau N peut être calculé en utilisant la fonction d'éléments flous représentée sur la figure 8, ou une
autre relation appropriée.
Pour que ce facteur de qualité soit parfait, l'étalement de fréquences doit être égal à l'étalement de fréquences maximal admissible (une caractéristique
des appareils radio).
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux à un réseau qui sera utilisé pour des communications avec sautes de fréquences. Plus l'étalement de fréquences est grand, plus il sera difficile à un ennemi d'intercepter ou de
brouiller les communications.
Facteur de qualité pour uniformité d'étalement
de fréquences.
Le facteur de qualité pour uniformité d'étalement de fréquences concernant une affectation de canaux à un réseau N peut être calculé de la façon suivante. En premier lieu, calculer U, c'est-à-dire l'uniformité d'étalement de fréquences pour une affectation de canaux, en triant les fréquences des canaux affectés dans un ordre décroissant, en établissant une liste des différences entre chaque fréquence triée et la suivante et en rendant U égal à
l'écart moyen absolu des différences de fréquences.
U prend une valeur 0 quand tous les canaux affectés sont séparés exactement des mêmes intervalles de fréquences. Moins les intervalles de fréquence sont
uniformes plus la valeur de U augmente.
Ensuite évaluer la qualité en utilisant la fonction d'éléments flous représentés sur la figure 9
ou une autre relation appropriée.
Pour que le facteur de qualité pour uniformité d'étalement de fréquences concernant une affectation de canaux à un réseau N soit parfait, les fréquences des
canaux doivent être espacées exactement uniformément.
Lorsque les fréquences des canaux ne sont pas uniformément espacées, le facteur de qualité est moins
que parfait.
Le facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux concernant un réseau qui sera utilisé pour une communication avec sautes de fréquences. Plus les fréquences intervenant dans l'opération de saute sont uniformément espacées, plus il sera difficile pour un ennemi d'intercepter ou de brouiller les communications. En d'autres termes, si les fréquences intervenant dans l'opération de saute sont groupées ensemble, il sera plus facile pour un ennemi d'intercepter ou de brouiller les communications.
Facteur de qualité pour étalement de retard.
Le facteur de qualité pour étalement de retard concernant une affectation de canaux dans un réseau N peut être calculé de la façon suivante: - Pour chaque heure H entrant dans la gamme comprise entre 0 et 23, - pour chaque voie d'évaluation P, - pour chaque canal affecté C, calculer le temps de propagation d'ondes indirectes pour le canal C à l'heure H et pour la voie P (en utilisant le programme de prédiction de propagation d'ondes indirectes) et calculer le temps de propagation d'ondes directes pour le canal,C pour l'heure H et la voie P (longueur de voie divisée par
la vitesse de la lumière).
- donner à l'étalement de retard pour l'heure H et la voie P une valeur égale à la différence entre le plus grand temps de propagation précité et le plus petit temps de propagation précité pour le canal C. - donner à l'étalement de retard le plus défavorable une valeur égale au plus grand étalement de retard pour toutes les heures et toutes les voies, - évaluer la qualité en utilisant la fonction d'éléments flous représentée sur la figure 10 ou une autre relation appropriée. Pour que le facteur de qualité pour étalement de retard concernant une affectation de canal dans un réseau N soit parfait, l'étalement de retard le plus défavorable doit être inférieur ou égal à l'étalement de retard maximal admissible (une caractéristique des systèmes radio). Si l'étalement de retard le plus défavorable est plus grand que le maximum admissible,
le facteur de qualité est moins que parfait.
Ce facteur de qualité peut être utilisé pour évaluer des affectations de canaux concernant un réseau qui sera utilisé pour une communication avec sautes de fréquences. Si la différence entre les temps de propagation dans deux canaux quelconques du groupe supérieur est trop grande, alors les systèmes radio ne seront pas capables de rester en synchronisme l'un avec l'autre du fait qu'ils sauteront d'un canal au suivant, ce qui empêchera une production correcte d'une
communication avec saute de fréquences.
Facteur de cqualité pour réutilisation de spectre inter-réseaux. Le facteur de qualité pour réutilisation de spectre inter-réseaux concernant un réseau N peut être calculé de la façon suivante: 1. Pour chaque canal affecté à chaque réseau, calculer le spectre occupé par le canal. Un spectre occupé par canal correspond à la gamme de fréquences dans laquelle de l'énergie pourrait être rayonnée lorsqu'une communication est en train de se produire sur le canal. Cela dépend de la fréquence porteuse du
canal, du mode de modulation et de la largeur de bande.
Par exemple un canal ayant une fréquence porteuse de 2 MHz, un mode de modulation en bande latérale supérieure, et une largeur de bande de 3 KHz aura un
spectre occupé de 2.000.300 à 2.003.300 Hz.
2. Calculer la combinaison des spectres occupés par tous les canaux affectés à un réseau N. 3. Calculer la combinaison des spectres affectés à tous les réseaux autres que le réseau N. 4. Calculer l'intersection du spectre occupé concernant le réseau N (à partir de l'étape 2) et du spectre occupé concernant tous les réseaux autres que le réseau N (à partir de l'étape 3). Cela définit le spectre réutilisé pour le réseau N. 5. Calculer la proportion de réutilisation du spectre de réseau N en utilisant la formule suivante: Proportion de réutilisation = M (spectre réutilisé pour le réseau N à partir de l'étape 4)
M (spectre occupé pour le réseau N à partir de l'étape 2).
La mesure de spectre, M (), est définie comme étant la somme des largeurs des gammes de fréquences
dans le spectre.
6. Calculer le facteur de qualité pour réutilisation de spectre inter-réseaux en utilisant la fonction d'éléments flous représentée sur la figure 11
ou une autre relation appropriée.
Pour que le facteur de qualité pour réutilisation de spectre inter-réseaux concernant un réseau N soit parfait, la proportion de réutilisation de réseau, qui est la proportion des canaux du réseau qui sont également utilisés dans d'autres réseaux, doit être inférieure ou égale à la réutilisation du spectre toléré pour les réseaux. Lorsque la proportion de réutilisation de réseau est supérieure à la réutilisation de spectre toléré pour les réseaux, le facteur de qualité est moins que parfait. Facteur de qualité pour interférence en position commune. Le facteur de qualité pour interférence en position commune concernant un réseau N peut être calculé de la façon suivante: 1. Pour chaque canal affecté à chaque réseau, calculer le spectre d'interférence en position commune pour le canal. Un spectre d'interférence en position commune pour un canal se compose des gammes de fréquences que des systèmes radio installés en position commune devraient éviter d'utiliser lorsqu'une communication est en train de se produire dans le canal. Le spectre d'interférence en position commune dépend des caractéristiques des systèmes radio, des antennes et du lieu d'installation. Par exemple, les règles pourraient consister à éviter d'utiliser des fréquences situées à moins de 10% d'une fréquence fondamentale de canal ou à moins de 15 KHz d'une seconde et d'une troisième fréquence harmonique du canal. Dans cet exemple, un canal ayant une fréquence de 2 MHz aurait un spectre d'interférence en position commune de 1.800.000-12.200.000 Hz, 3. 985.000-4.015.000 Hz,
5.985.000-6.015.000 Hz.
2. Calculer la combinaison des spectres occupés des canaux affectés auréseau N. 3. Calculer la combinaison des spectres d'interférence en position commune des canaux affectés a tous les réseaux situés dans la même position que le
réseau N et autres que le réseau N proprement dit.
4. Calculer l'intersection du spectre occupé par le réseau N (à partir de l'étape 2) et le spectre d'interférence en position commune concernant les réseaux installés en position commune (à partir de l'étape 3). Cela définit le spectre d'interférence pour le réseau N. 5. Calculer la proportion d'interférence pour le réseau N en utilisant la formule suivante: Proportion d'interférence = M (spectre d'interférence pour le réseau N à partir de l'étape 4) M (spectre occupé pour le réseau N à partir de l'étape 2) 6. Calculer le facteur de qualité pour interférence en position commune en utilisant la fonction d'éléments flous représentée sur la figure 12 ou une autre relation appropriée. Pour que le facteur de qualité pour interférence en position commune concernant un réseau N soit parfait, la proportion d'interférence en réseau, qui est la proportion des canaux du réseau qui subissent une interférence par des systèmes radio se trouvant des réseaux en position commune, doit être inférieure ou égale à l'interférence en position commune tolérée par les réseaux. Lorsque la fraction d'interférence de réseau est supérieure à l'interférence en position commune tolérée pour les
réseaux, le facteur de qualité est moins que parfait.
L'invention concerne en conséquence un procédé d'affectation de canaux radio à des réseaux tactiques d'émetteurs-récepteurs radio qui utilisent une logique floue pour évaluer une qualité de communication et qui utilisent un algorithme génétique pour obtenir un plan optimal d'affectation de canaux. Le procédé permet de créer plusieurs plans qui définissent chacun une affectation aléatoire des canaux radio aux réseaux et il évalue chaque plan pour établir un vecteur de qualité pour chacun des plans. Le vecteur de qualité est un vecteur de valeurs de qualité qui sont échelonnés en continu depuis la meilleure jusqu'à la plus mauvaise. Les canaux sont affectés en
correspondance au plan classé le meilleur.
Claims (11)
1. Procédé de planification d'affectation de ressources canalisées à des réseaux des ressources, le procédé comprenant les étapes consistant à: a) établir des plans multiples pour affectation des ressources aux réseaux, chacun des plans multiples ayant une affectation aléatoire des ressources au réseau; b) évaluer chacun des plans multiples pour créer pour chacun des plans un vecteur contenant des valeurs de qualité échelonnées en continu de la meilleure jusqu'à la plus mauvaise, et c) classer par itération les plans évalués depuis le meilleur jusqu'au plus mauvais sur la base du vecteur et utiliser des plans classés supérieurs pour établir d'autres plans qui sont également classés jusqu'à ce que celui des plans qui est classé le meilleur ne change pas pendant une période prédéterminée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'établissement d'autres plans multiples comprend les étapes consistant à sélectionner deux des plans multiples en utilisant une fonction de distribution qui favorise des plans classés supérieurs, former un nouveau plan par combinaison de deux plans sélectionnés, en créant de préférence un nouveau plan
par mutation du plan sélectionné.
3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que l'étape de classement des plans comprend les étapes de pondération des valeurs de vecteurs et de sommation des valeurs pondérées pour établir une valeur numérique servant au classement des plans multiples et en ce que l'étape de classement des plans comprend également les étapes d'affectation de degrés relatifs de classement aux valeurs de vecteurs et les valeurs de vecteurs pondérées qui sont
additionnées sont du même degré de classement.
4. Procédé selon une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que l'étape de classement par itération comprend en outre l'étape consistant à
éliminer ceux des plans qui sont classés inférieurs.
5. Procédé d'affectation de canaux radio à des réseaux d'émetteursrécepteurs radio lorsque le nombre de plans d'affectation possibles est élevé, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: a) établir des plans multiples pour une affectation des canaux radio aux réseaux, chacun des plans multiples ayant une affectation aléatoire des canaux radio aux réseaux; b) évaluer chacun des plans multiples pour établir un vecteur de qualité concernant chacun des plans; c) classer les plans évalués depuis le meilleur jusqu'au plus mauvais sur la base du vecteur de qualité; d) ajouter d'autres plans multiples qui sont des révisions de certains des plans multiples qui sont classés supérieurs jusqu'à ce qu'un nombre prédéterminé d'autres plans multiples aient été ajoutés; e) effectuer les étapes b) et c) et éliminer ceux des plans multiples qui sont classés inférieurs; f) répéter les étapes d) et e) jusqu'à ce que (i) celui des plans qui est classé supérieur et (ii) le vecteur de qualité du plan classé supérieur ne changent pas pendant une période prédéterminée; g) affecter les canaux radio en concordance avec
celui des plans qui est classé le meilleur.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le vecteur de qualité comprend des valeurs échelonnées en continu de la meilleure à la plus mauvaise et la période prédéterminée est déterminée par un intervalle de temps ou un nombre d'autres plans
multiples qui ont été ajoutés.
7. Procédé selon une des revendications 5 ou 6,
caractérisé en ce que l'étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de prise en considération d'au moins un des facteurs de qualité suivants: qualité de communication par meilleurs canaux, qualité moyenne de communication, compte maximal de canaux, compte minimal de canaux, gamme d'étalement de fréquences, étalement maximal de fréquences, uniformité d'étalement de fréquence, étalement de retard, utilisation de spectre inter-réseaux et interférence en position commune, procédé caractérisé en ce que l'étape de mesure des facteurs de qualité échelonnés en continu du meilleur jusqu'au plus mauvais et l'étape d'addition d'autres plans multiples comprennent les étapes consistant à choisir deux des plans multiples en utilisant une fonction de distribution qui favorise des plans classés supérieurs, et créer un nouveau plan par
combinaison des deux plans sélectionnés.
8. Procédé selon une des revendications 5 à 7,
caractérisé en ce que l'étape d'addition d'autres plans multiples comprend les étapes de sélection d'un des plans multiples en utilisant une fonction de distribution qui favorise des plans classés supérieurs, en ce qu'un nouveau plan est formé par mutation du plan sélectionné, et en ce que de préférence l'étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de prédiction de l'effet de propagation en ondes indirectes et en ondes directes sur la fiabilité pendant la durée du jour et l'autre étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de prédiction de la probabilité de propagation en voies multiples
pendant la durée du jour.
9. Procédé selon une des revendications 5 à 8,
caractérisé en ce que chacun des réseaux comporte un nombre désiré de canaux et l'étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de comparaison du nombre de canaux affectés par chacun des plans multiples au nombre désiré de canaux, et en ce que chacun des réseaux comporte un étalement de fréquences désiré et l'étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de comparaison de l'étalement de fréquences prévu dans chacun des plans multiples avec
l'étalement de fréquences désiré.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que chacun des réseaux a un étalement de retard désiré, en ce que l'étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de comparaison de l'étalement de retard défini dans chacun des plans multiples avec l'étalement de retard désiré et en ce que, en fonction d'un degré maximal désiré de réutilisation de spectre de fréquence inter- réseaux, l'étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de comparaison du degré de réutilisation de spectre de fréquence inter- réseaux défini dans chacun des plans multiples avec le degré maximal désiré de
réutilisation de fréquence de spectre inter-réseaux.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, en fonction d'un degré maximal désiré d'interférence en position commune sur le spectre de fréquences, l'étape d'évaluation des plans multiples comprend l'étape de comparaison du degré d'interférence en position commune sur le spectre de fréquence, défini dans chacun des plans multiples, avec le degré maximal désiré d'interférence en position
commune sur le spectre de fréquence.
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